可弱碱式水解的甜菜碱酯季铵盐抗菌水凝胶材料的制备及性能研究.pdf

可弱碱式水解的甜菜碱酯季铵盐抗菌水凝胶材料的制备及性能研究 可弱碱式水解的甜菜碱酯季铵盐抗菌水凝胶材料的制 备及性能研究 摘 要 微生物感染一直以来都是人类面临的一大难题，为了对抗微生物，抗生素类 药物最先被使用，随后很多小分子的抗微生物的药物也被开发出来，但是无论是 抗生素还是小分子抗菌剂都存在缺陷。近年来，随着抗生素的滥用，微生物对抗 生素的抗药性越来越强，而小分子抗菌剂因其易挥发、有残留和毒害性较大等缺 陷而不能被广泛使用，所以开发普适性的、无毒无害和抗菌性能优异的抗菌类高 分子材料已经迫在眉睫。 本文基于巯基-烯点击反应制备了一种甜菜碱酯季铵盐抗菌水凝胶，首先以 八乙烯基-POSS （Octavinyl-T8-silsesquioxane）为核，3-(二甲基氨基)-1-丙硫醇 （3-(dimethylamino)propane-1-thiol）为臂，采用巯基-烯点击反应制备了八氨基 -POSS。然后通过季氨化反应，与己二醇氯乙酸酯 （Hexanediolchloroacetate）和 十六醇氯乙酸酯 （Cetyl chloroacetate）形成甜菜碱酯季铵盐抗菌水凝胶。通过傅 (FTIR) (NMR) X- (XPS) 里叶红外光谱 、核磁共振 和 光电子能谱 对水凝胶进行了表 征。使用全自动光学接触角测试仪探究了抗菌水凝胶的表面的湿润性，结果表明 甜菜碱酯季铵盐水凝胶的酯基和长链烷基等疏水基团富集在了水凝胶的表面，而 亲水基团却被包覆在水凝胶结构的内部。通过高低温双立柱研究了抗菌水凝胶的 机械性能，结果表明随着己二醇氯乙酸酯 （Hexanediol chloroacetate）摩尔比的 增加抗菌水凝胶的压缩应力和弹性模量都不断提高，最大压缩应力为0.356MPa， 最大弹性模量为4.380MPa。使用荧光显微镜观察染过色的活菌和死菌表征水凝 E.coli 胶的抗菌能力，结果显示甜菜碱酯季铵盐水凝胶对大肠杆菌 （ ）和金黄色 S.aurues Cetyl 葡萄球菌 （ ）都有良好的灭杀效果，并且十六醇氯乙酸酯 （ chloroacetate E.coli ）的比例越多，抗菌效果越好。对大肠杆菌 （ ）的杀菌率最高 93% S.aurues 95% 可达 ，对金黄色葡萄球菌 （ ）的杀菌率最高可达 。通过水凝胶 在PBS 缓冲液中质量的变化研究了抗菌水凝胶的溶胀率和水解性能，结果表明 水凝胶的最大溶胀率为791%，并且可以在弱碱性下 （PH 8.0）水解，最快6h 可完全水解。 以我们所合成的甜菜碱酯季铵盐抗菌水凝胶为基体，负载光热转化剂氧化石 墨烯 （GO），制备了一种季铵盐和光致热协同杀菌的抗菌复合物，可以快速灭 杀微生物且持久保持杀灭效果。通过紫外-可见-近红外分光光度计考察了水凝胶 I 浙江工业大学硕士学位论文 对808nm 的近红外的吸收强度，通过热红外成像仪研究了在808nm 波长的近红 外线下的光致热效果，结果表明水凝胶在近红外光照 120 s 最高可快速升温到 80 ℃。通过细菌生长曲线和活死菌染色抗菌测试手段探索了水凝胶的杀菌性能， (NIR) E.coli 结果表明，在近红外 激光照射下，水凝胶对大肠杆菌 （ ）和金黄色葡 S.auru